JP2016094910A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が可変な内燃機関の始動を行う場合に自立始動と負荷始動のいずれかを選択的に行う制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device, and more particularly to a control device that selectively performs either a self-sustained start or a load start when starting an internal combustion engine in which the pressure of fuel supplied to a fuel injection valve is variable.
下記特許文献1には、内燃機関の始動を行う場合に、スロットル開度の小さい自立始動とスロットル開度の大きい負荷始動のいずれかを選択的に行うことが開示されている。 Patent Document 1 below discloses that when starting an internal combustion engine, either an independent start with a small throttle opening or a load start with a large throttle opening is selectively performed.
特許文献1において、内燃機関の自立始動を選択する場合は、スロットル開度が小さく吸入空気量が少ないため、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が高いと、吸入空気量に対し燃料噴射量が過剰となって空燃比が過剰に小さくなりやすい。その結果、排気エミッションが悪化する虞がある。 In Patent Document 1, when the self-sustained start of the internal combustion engine is selected, the throttle opening is small and the intake air amount is small. Therefore, if the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve is high, the fuel injection amount is smaller than the intake air amount. It becomes excessive and the air-fuel ratio tends to become excessively small. As a result, exhaust emission may be deteriorated.
本発明は、内燃機関の自立始動を行う場合に排気エミッションの悪化を抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress deterioration of exhaust emission when an internal combustion engine is started independently.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力が可変な内燃機関の始動を行う場合に自立始動と負荷始動のいずれかを選択的に行う内燃機関の制御装置であって、内燃機関の始動を行う場合に自立始動を選択するときは、負荷始動を選択するときよりも燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力を低下させることを要旨とする。 An internal combustion engine control apparatus according to the present invention is an internal combustion engine control apparatus that selectively performs either a self-sustained start or a load start when starting an internal combustion engine in which the pressure of fuel supplied to a fuel injection valve is variable. Therefore, when the self-sustained start is selected when starting the internal combustion engine, the gist is to lower the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve than when the load start is selected.
本発明によれば、内燃機関の始動を行う場合に自立始動を選択するときは、負荷始動を選択するときよりも燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力を低下させることで、吸入空気量が少なくても空燃比が過剰に小さくなるのを抑制することができ、排気エミッションの悪化を抑制することができる。 According to the present invention, when the self-sustained start is selected when starting the internal combustion engine, the amount of intake air is reduced by lowering the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve than when selecting the load start. However, it is possible to suppress the air-fuel ratio from becoming excessively small, and to suppress the deterioration of exhaust emission.
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置を備えるハイブリッド車両の概略構成を示す図である。以下の実施形態では、図1に示す構成のハイブリッド車両を例に挙げて説明するが、本発明の適用が可能なハイブリッド車両は、図1に示す構成に限られるものではない。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a hybrid vehicle including a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. In the following embodiment, the hybrid vehicle having the configuration shown in FIG. 1 will be described as an example. However, the hybrid vehicle to which the present invention can be applied is not limited to the configuration shown in FIG.
内燃機関12は、例えばスロットル弁を有する火花点火機関により構成され、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力を変化させることが可能な可変燃圧装置を有し、燃料噴射弁から噴射された燃料を燃焼させることで動力を発生する。内燃機関12が発生する動力は、遊星歯車機構(シングルピニオン遊星歯車)32のキャリアCに伝達される。ここでの遊星歯車機構32は、キャリアCに伝達された動力をサンギアS及びリングギアRに分配する動力分配機構として機能する。キャリアCからリングギアRに分配された動力が駆動軸17へ伝達されることで、内燃機関12の動力を利用して駆動軸17(駆動輪18)を回転駆動して車両の走行を行うことが可能である。一方、キャリアCからサンギアSに分配された動力はモータジェネレータ(回転電機)14に伝達され、モータジェネレータ14の発電運転による電力に変換される。モータジェネレータ14の発電電力は、インバータ22,23を介してモータジェネレータ(回転電機)15に供給される。モータジェネレータ15に供給された交流電力は、モータジェネレータ15の力行運転による動力に変換され、モータジェネレータ15の動力が減速ギア19を介して駆動軸17へ伝達されることによっても、駆動軸17を回転駆動して車両の走行を行うことが可能である。また、二次電池等の蓄電装置20に蓄えられた電力をインバータ23を介してモータジェネレータ15に供給することも可能であり、蓄電装置20からの供給電力によりモータジェネレータ15の力行運転を行うことで、内燃機関12の動力を利用せずにモータジェネレータ15の動力を利用して駆動軸17を駆動してEV(Electric Vehicle)走行を行うことも可能である。また、蓄電装置20に蓄えられた電力をインバータ22を介してモータジェネレータ14に供給することも可能であり、蓄電装置20からの供給電力によりモータジェネレータ14の力行運転を行うことで、モータジェネレータ14の動力を利用して停止状態の内燃機関12を始動することも可能である。
The
内燃機関12の運転状態は、エンジン用電子制御装置(エンジンECU)40により制御される。エンジンECU40はハイブリッド用電子制御装置(ハイブリッドECU)60と通信しており、ハイブリッドECU60からの制御信号により内燃機関12を運転制御するとともに内燃機関12の運転状態に関するデータをハイブリッドECU60へ出力する。モータジェネレータ14,15の運転状態は、モータ用電子制御装置(モータECU)50により制御される。モータECU50もハイブリッドECU60と通信しており、ハイブリッドECU60からの制御信号によりモータジェネレータ14,15を運転制御するとともにモータジェネレータ14,15の運転状態に関するデータをハイブリッドECU60へ出力する。ハイブリッドECU60には、アクセル開度センサ64で検出されたアクセル開度(アクセルペダルの踏み込み量)ACを示す信号が入力される。
The operating state of the
本実施形態では、車両の走行(駆動軸17の回転駆動)を行う場合に、内燃機関12の間欠始動停止を行う。内燃機関12の始動停止は、例えば蓄電装置20の残存容量SOCに基づいて制御され、蓄電装置20の残存容量SOCが閾値より大きい場合に内燃機関12を停止し、蓄電装置20の残存容量SOCが閾値より小さい場合に内燃機関12を始動する。蓄電装置20の残存容量SOCについては、例えば蓄電装置20の電流及び電圧を基に算出可能である。内燃機関12の運転時には、ハイブリッドECU60は、アクセル開度ACに基づいて駆動軸17の要求トルクTdreqを設定して内燃機関12の要求トルクTereqとモータジェネレータ14,15の要求トルクTmg1req,Tmg2reqを設定する。そして、エンジンECU40は、内燃機関12のトルクTeを要求トルクTereqにするように内燃機関12の運転を制御し、モータECU50は、モータジェネレータ14,15のトルクTmg1,Tmg2を要求トルクTmg1req,Tmg2reqにするようにモータジェネレータ14の発電運転及びモータジェネレータ15の力行運転を制御し、モータジェネレータ14の発電電力により蓄電装置20の充電を行う。一方、内燃機関12の停止時には、ハイブリッドECU60は、アクセル開度ACに基づいて駆動軸17の要求トルクTdreqを設定してモータジェネレータ15の要求トルクTmg2reqを設定し、モータECU50は、モータジェネレータ15のトルクTmg2を要求トルクTmg2reqにするようにモータジェネレータ15の力行運転を制御する。
In the present embodiment, the
ハイブリッドECU60は、内燃機関12の始動を行う場合に、自立始動と負荷始動のいずれかを選択的に行う。自立始動では、内燃機関12をアイドリング運転相当で自立運転するよう小さいスロットル開度で内燃機関12を始動する。一方、負荷始動では、内燃機関12を負荷運転するよう大きいスロットル開度で内燃機関12を始動する。自立始動か負荷始動かの選択は、例えば駆動軸17の要求トルクTdreq(アクセル開度AC)に基づいて行われ、駆動軸17の要求トルクTdreq(アクセル開度AC)が設定値以下であるときは、振動抑制を優先して自立始動が選択され、駆動軸17の要求トルクTdreq(アクセル開度AC)が設定値より大きいときは、車両加速性能を優先して負荷始動が選択される。以下、内燃機関12の始動を行う場合に、ハイブリッドECU60が実行する処理について、図2のフローチャートを用いて説明する。
When the
まずステップS101では、自立始動要求か負荷始動要求かが判定される。アクセル開度ACが設定値より大きいときは、負荷始動要求が選択され、ステップS102に進む。一方、アクセル開度ACが設定値以下であるときは、自立始動要求が選択され、ステップS103に進む。 First, in step S101, it is determined whether it is a self-sustained start request or a load start request. When the accelerator opening degree AC is larger than the set value, the load start request is selected, and the process proceeds to step S102. On the other hand, when the accelerator opening degree AC is equal to or smaller than the set value, the self-sustained start request is selected, and the process proceeds to step S103.
ステップS102では、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力(可変燃圧装置における燃料の圧力)の目標値である目標燃圧Pireqが所定値P0より高く設定される。負荷始動要求及び目標燃圧Pireq(Pireq>P0)を示す信号はエンジンECU40へ送信され、エンジンECU40は、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Piを目標燃圧Pireqにするように可変燃圧装置を制御するとともに、大きいスロットル開度で内燃機関12の負荷始動を行う。
In step S102, a target fuel pressure Pireq, which is a target value of the pressure of fuel supplied to the fuel injection valve (fuel pressure in the variable fuel pressure device), is set to be higher than a predetermined value P0. A signal indicating the load start request and the target fuel pressure Pireq (Pirq> P0) is transmitted to the
一方、ステップS103では、目標燃圧Pireqが所定値P0より低く設定される。自立始動要求及び目標燃圧Pireq(Pireq<P0)を示す信号はエンジンECU40へ送信され、エンジンECU40は、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Piを目標燃圧Pireqにするように可変燃圧装置を制御するとともに、アイドリング相当の小さいスロットル開度で内燃機関12の自立始動を行う。
On the other hand, in step S103, the target fuel pressure Pireq is set lower than the predetermined value P0. A signal indicating the self-sustained start request and the target fuel pressure Pireq (Pirq <P0) is transmitted to the
燃料噴射弁では、ソレノイドに通電することで、ニードルバルブが開いて燃料が噴射され、ソレノイドへの通電を停止することで、ニードルバルブが閉じて燃料噴射が停止する。ある燃料噴射圧力Piにおける通電時間と燃料噴射量との関係を図3に示す。ニードルバルブが全開位置、全閉位置に変位するとき、ニードルバルブはストッパ(全開時)やバルブシート(全閉時)に突き当たって跳ね返る。そのため、図3に示すように、ソレノイドへの通電時間が短くニードルバルブの開弁時間が短い領域(図3のTimin以下の領域)では、通電時間と燃料噴射量との直線性が失われる。燃料噴***度を確保するためには、Timin以上の通電時間で燃料噴射を行う必要があり、通電時間Timinに対応する燃料噴射量qminが最小噴射量に相当する。Timin,qminは、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Piに応じて変化し、圧力Piの低下に対して減少する。 In the fuel injection valve, when the solenoid is energized, the needle valve is opened and fuel is injected, and when the solenoid is de-energized, the needle valve is closed and fuel injection is stopped. FIG. 3 shows the relationship between the energization time and the fuel injection amount at a certain fuel injection pressure Pi. When the needle valve is displaced to the fully open position or the fully closed position, the needle valve hits the stopper (when fully opened) or the valve seat (when fully closed) and rebounds. Therefore, as shown in FIG. 3, in the region where the solenoid energization time is short and the needle valve opening time is short (region below Ti min in FIG. 3), the linearity between the energization time and the fuel injection amount is lost. . To ensure the fuel injection accuracy, it is necessary to perform the fuel injection in the Ti min or more energizing time, fuel injection amount q min corresponding to energization time Ti min corresponds to the minimum injection amount. Ti min and q min change according to the pressure Pi of the fuel supplied to the fuel injection valve, and decrease with a decrease in the pressure Pi.
内燃機関12の自立始動を選択する場合は、スロットル開度が小さく吸入空気量が少ないため、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Piが高いと、通電時間をTiminまで短くして燃料噴射量をqminまで少なくしたとしても、吸入空気量に対し燃料噴射量が過大となって空燃比がリッチに(小さく)なりやすい。これに対して本実施形態では、内燃機関12の始動を行う場合に自立始動を選択するときは、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Piを所定値P0より低下させ、負荷始動を選択するときよりも燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力Piを低下させる。これによって、Timin,qminを減少させて吸入空気量が少なくても空燃比がリッチになるのを抑制することができる。その結果、排気エミッションの悪化を抑制することができる。
When the self-sustained start of the
本実施形態において、内燃機関12の自立始動を選択する場合に、可変燃圧装置の圧力(燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力)Piを検出する燃圧センサの自己故障診断(OBD)を行うときは、目標燃圧Pireqを少なくとも2段階に変更することも可能である。例えば目標燃圧Pireqを、初めは所定値P0より低く設定し、次に所定値P0より高く設定し、最後に所定値P0より低く設定することも可能である。これによって、燃圧センサの自己故障診断を行いつつ、空燃比がリッチになるのを抑制することができる。
In this embodiment, when the self-sustained start of the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.
12 内燃機関、14,15 モータジェネレータ、17 駆動軸、18 駆動輪、20 蓄電装置、22,23 インバータ、32 遊星歯車機構、40 エンジン用電子制御装置、50 モータ用電子制御装置、60 ハイブリッド用電子制御装置、64 アクセル開度センサ。 12 internal combustion engine, 14, 15 motor generator, 17 drive shaft, 18 drive wheel, 20 power storage device, 22, 23 inverter, 32 planetary gear mechanism, 40 engine electronic control device, 50 motor electronic control device, 60 hybrid electronic Control device, 64 accelerator opening sensor.
Claims (1)
内燃機関の始動を行う場合に自立始動を選択するときは、負荷始動を選択するときよりも燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力を低下させる、内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine that selectively performs either a self-sustained start or a load start when starting an internal combustion engine in which the pressure of fuel supplied to a fuel injection valve is variable,
A control device for an internal combustion engine that reduces the pressure of fuel supplied to a fuel injection valve when selecting a self-sustained start when starting the internal combustion engine than when selecting a load start.
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